水果酵素的保健功能与应用研究进展

赫 亮

(辽宁省林业科学研究院，辽宁 沈阳 110032)

酵素是生物体内不可或缺的物质，是一种能在生物体内或生物体外引发化学反应而又不消耗自身的生物催化剂[1]。其能加速化学反应的速度，使反应达到可观察的水平，同时使反应的热力学过程更加有利，但对反应的平衡状态没有影响。水果是人们日常饮食中常见的食物之一，而且具有丰富的营养成分和生物活性物质[2]。20世纪初，研究人员开始对酶进行深入研究，并发现许多酶存在于水果中[3]，其在生长过程中自然会发生发酵现象，这种发酵能够使水果的口感、香味和保质期得到改善，同时还能够增加其营养成分的含量和营养价值[4]，引起了人们对水果酵素的兴趣。随着人们对不同水果进行发酵和酵素成分提取鉴定以及产品开发等研究工作的大量开展，目前已探索建立了大量水果酵素的生产工艺，并开发了许多相关产品，使得水果酵素产业具备了较为广阔的开发和应用前景[5]。本综述总结了以水果作为原料产生酵素的种类、产品、发酵工艺、保健作用以及应用，并对水果酵素研究进行了展望，旨在为水果酵素相关研究的系统化和产业化提供重要参考[5]。

1 水果酵素的种类

水果是理想的益生菌载体，因为其不仅含有维生素和矿物质等多种营养成分，还富含促进微生物生长代谢的糖类物质。经过益生菌发酵的水果酵素能够提升水果加工产品的整体品质，并保留原料的特殊风味。根据不同的水果类型，水果酵素主要分为以下几种。

1.1 柑果类酵素

柑果类酵素是一种由柑果类水果发酵制成的酵素产品。柑果类，又被称为柑橘类，是芸香科中最常见的水果之一，包括橙子、橘子、柠檬、柑橙和柚子。柑果类水果散发出独特的清香气味，外皮坚硬，果肉柔软多汁，内部含块状果瓤。柑果类水果富含维生素、蛋白质、有机酸和膳食纤维等营养成分，同时也含有一些功能性物质，如黄酮和酚酸。在上述多种活性功能成分的综合作用下，柑果类水果酵素具有滋润健胃，强化血管，排除体内毒素，降低胆固醇并预防感冒及牙龈出血等功效[6]。

1.2 浆果类酵素

浆果类酵素是由浆果类水果进行发酵制作而成，浆果类水果具有柔软的外皮、厚实多汁的果肉和丰富的汁液，非常适合用于制作水果酵素。常见的浆果类酵素包括葡萄酵素、蓝莓酵素、树莓酵素和草莓酵素等，因其良好的口感，深受销售者喜爱。浆果类水果酵素具有多种功效，如补血安神、清热生津、增强肾脏功能、利尿止泻、促进消化、强健神经并补充血液等[5]。

1.3 仁果类酵素

仁果类酵素是利用仁果类水果进行发酵制作而成，典型的有苹果酵素、梨酵素、枇杷酵素等。仁果类水果的果皮和果肉是主要食用部分，含有丰富的多糖、维生素和纤维素等活性功能成分，同时富含钙、磷、钾和微量元素铁、锌等物质。仁果类酵素具有维护心脏血管的正常运作，促进肾功能，调理肠胃，以及排除体内毒素等功效[7]。

1.4 其他类水果酵素

除上述典型水果酵素以外，近年来，各地积极探索延长水果产业链的方法，许多水果产区根据自身产业特点，还陆续研发了一些特殊的水果酵素产品，如香蕉酵素、芒果酵素、木瓜酵素、凤梨酵素和椰子酵素等[8]。

在制备水果酵素的过程中，不仅可以利用水果肉进行发酵，还有许多研究利用水果皮进行发酵的方法。如，对橘子皮、火龙果皮和香蕉皮进行发酵生产的酵素，在抗氧化活性方面，橘子皮制备的酵素效果较好。还有研究人员利用葡萄果渣进行酵素的生产，并证明葡萄果渣酵素具有明显的抗氧化作用[9]。

2 水果酵素的保健功能

2.1 优化肠道环境

水果酵素能够帮助分解蛋白质、脂肪和碳水化合物等食物成分，这对于减少消化不良和肠胃不适非常关键。通过加速食物的分解过程，水果酵素能够提高人体对营养物质的吸收率，并减少消化系统所承受的负担。如，蓝莓果渣酵素[10]，能够有效缓解腹胀、便秘等不适症状，具有调节肠道微生态平衡和促进益生菌增殖的作用，从而提高整体消化过程的效率。通过降低肠道内有害菌群数量，并增强有益菌群的活性，水果酵素能够创造一个更健康、平稳的肠道环境。

2.2 抗菌消炎

水果酵素具有抗菌抗炎的功效，当人体组织细胞局部受损且感染病原菌引起发炎时，水果酵素能够将大量白血球转运过来，抵御病原菌的侵袭，从而有效缓解感染细胞的炎症。此外，水果酵素还具有刺激免疫细胞分裂和增殖的功能，进而产生更多的抗体，使免疫功能逐渐恢复到动态平衡。董银卯等[11]对水果酵素的研究表明，通过抑制特定细胞因子的活性，这些酵素能够降低体内慢性炎症程度，有效缓解身体疼痛和不适，并减轻肿痛等炎症反应从而改善感觉神经传导并提升身体状态。

2.3 降低胆固醇

酵素能降低胆固醇水平，维护心血管健康，减少心脏疾病的风险。商日玲等[12]对沙棘提取物酵素饮料的研究显示，沙棘提取物酵素能够有效降低血浆胆固醇，增加肠道益生菌，改善脂质代谢酶的活性，具有降血脂、抗氧化、增强免疫力等功能。

3 水果酵素的发酵工艺

水果酵素传统的制备方法主要依赖于自然发酵的过程。在这个过程中，利用水果蔬菜本身所含的酵母、乳酸菌等微生物来发酵。与此相比，传统制备方法并不对果蔬原料进行巴氏杀菌处理，这样就能够有效地保留原材料本身固有的风味和营养成分[13]。传统果蔬酵素饮料的研究热点主要集中在提高其抗氧化活性等功能作用。

传统的自然发酵技术主要是固体发酵技术，是借助自然环境的野生菌进行发酵，发酵时间较长，发酵工艺不稳定，易受环境因素影响，发酵终点以人为经验判断为准，发酵产物的安全性、有效性、稳定性难以保证[12]。而现代发酵精准，时间短，发酵效果稳定，生产效率和安全性较高。现代发酵技术根据发酵方式不同分为固体发酵技术、液体发酵技术、双向发酵技术。

酵素的发酵工艺是制备高品质酶类制品的关键因素之一[14]。目前，酵素的发酵工艺一般可分为发酵前处理、分离纯化、培养条件优化等步骤。发酵前处理是一个非常重要的步骤，涉及对发酵基质的处理，以创造出适合酵母或细菌生长的环境。这个处理过程可以包括调整基质的营养成分，如添加适量的碳源、氮源和微量元素，以满足生物体所需的营养需求。此外，在发酵前还需要对基质进行消菌处理，以避免不必要的细菌或真菌污染。另外的关键步骤是分离纯化。在发酵过程中，往往需要与其他生物体协同作用才能实现最佳产率和效果。因此，在获得发酵液后，需要对其中包含的目标产品(如特定类型的酵素)进行一定程度的分离和纯化工作。有助于去除杂质，提高产品纯度，并减少对下游操作(如浓缩、固体-液相分离等)带来的影响。培养条件优化也是提高酵素产量和品质的关键环节之一。为了实现更高效率和更稳定的发酵过程，其中包括但不限于调整发酵温度，控制培养基的pH值，调节气体成分(如氧气和二氧化碳浓度)，合理安排培养时间，并控制酵母或细菌的初始浓度等因素。通过对这些条件进行优化，可以提供最适宜的生长环境，促进酵素产量的增加，并且保证产品质量稳定。

4 水果酵素的应用

随着水果酵素研究的不断发展，相应水果酵素产品和工艺已在各个行业得到非常广泛的应用，如在食品加工、化工、环境治理、能源、制药等方面。

水果酵素饮料是水果酵素产品在食品领域应用的典型代表，水果酵素饮料是指水果在多种有益菌自然条件下发酵而成的富含酶、多种维生素、矿物质和次级代谢产物等功能成分的发酵饮料。酵素饮料在海外已经得到大众的认可。据现有研究报道，酶饮料具有抗菌、抗氧化、改善肠道菌群等功效，有益于人体健康。目前已经研制成功的水果酵素饮料有软枣猕猴桃酵素饮料[15]、蓝莓酵素饮料[16]、玉米须果蔬酵素饮料[17]等，这些水果酵素饮料的开发对应饮料市场的多样性以及食品产业的健康发展具有重要作用。

除了在食品领域的应用外，水果酵素还在其他领域有着广泛应用。植物酵素在种植业上具有改良土壤结构，促进植物生长，增产提质等功效，展现出良好的应用前景[18]。李方志等在施用化肥和农药20多年的耕地上施用5种不同浓度的水果残渣环保酵素液，研究结果显示，环保酵素对土壤有改良效果，可改善土壤质量，其中以持续施浇1∶750环保酵素的改良效果最佳，可有效增加土壤速效钾含量6.06%。

随着经济的发展和人们对个人安全的日益重视，化妆品中的化学成分也备受关注[19]。几经研究证实，长期接触皮肤的化学添加剂可能对肌肤造成损害。当下的酵素面膜在提升肌肤亮白度方面具有显著的效果，其通过抑制和排除体内的黑色素、脂褐素和叶红素等色素，以达到美白的目的。许多含有酵素成分的化妆品采用了抑制酪氨酸酶活性的机制，从而实现皮肤美白的效果。还有一些产品则添加了李子酵素等酵素物质[20]，以抑制角化细胞对黑色素的吞噬作用，进而防止皮肤变黑，达到美白的效果。

5 展望

水果酵素工艺和相关产品的研发对于探索新型保健酵素种类，增加酵素产品丰富性，提高我国农产品附加值，创新医学和生物技术以及解决环境问题等方面具有重要的意义。在实际生产过程中，水果酵素品质、功能和安全性受到发酵过程中微生物群落结构与代谢物变化规律的严重影响。因此，发酵时间的选择和过程调控必须结合考虑微生物群落结构的改变以及产物的实际状况。在发酵菌种上，除了常用的酵母菌、乳酸菌和醋酸菌等微生物，还可多发掘新菌种用于水果的发酵和酵素产品研发，增加水果酵素产品的丰富性和多样性。另外，通过选育合适菌种或混菌发酵，合理延长发酵时间，采取合适的灭菌和干燥方式等后处理方式，尤其是考虑高温灭菌和喷雾干燥的方式，通过低温、避光、无氧的贮藏条件进行水果酵素产品的储藏，在一定程度上有利于提高酵素产品的稳定性。由于单一的水果酵素在保健功能和产品特色上仍然无法发挥最优的效果，因此在发酵材料选择上，有必要研究开发新型的复合水果酵素，以水果酵素为主要原料，与其他类别的酵素进行配伍，研发特色复合酵素或螯合酵素产品。

近年来，水果酵素领域对于发酵工艺、酵素成分效用以及酵素产品开发这些方面的研究相对较多，但相关基础研究过于薄弱，不够系统，发酵过程导致酵素成分和效用变化以及保健功能的分子机理和调控机制等方面仍然鲜有研究，限制了水果酵素研究理论基础的建立和完善。基于此，未来应借助基因工程和细胞工程等现代生物技术手段，针对水果酵素菌种代谢机制、功能性成分评价等方面开展生理、生化、分子层面的系统研究，对推动水果酵素相关研究的深入具有重要的意义。